TW202200761A - 液晶组合物、液晶顯示元件、液晶顯示器 - Google Patents
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Abstract
本發明屬於液晶材料技術領域，具體涉及一種負介電各向異性的液晶組合物及含有該液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器。本發明公開了一種負介電各向異性的液晶組合物，該液晶組合物包含式I所示的液晶化合物以及一種或多種式II所示的化合物。本發明的液晶組合物具有高的光學各向異性、高的清亮點和良好的熱穩定性，包含本發明液晶組合物的液晶顯示元件和液晶顯示器具有較快的回應速度。
Description
本發明屬於液晶顯示領域，更具體地，涉及一種負介電各向異性的液晶組合物及包含该液晶組合物的液晶顯示元件、液晶顯示器。
液晶顯示元件根據顯示方式分為下列模式：扭曲向列型(TN)模式、超扭曲向列型(STN)模式、平面轉換模式(IPS)或邊緣場控制模式(FFS)、垂直配向(VA)模式。無論何種顯示模式均需要液晶組合物具合適的光學各向異性△n、合適的介電各向異性△ε、低旋轉黏度γ1、光和熱的穩定性以及良好的低溫存儲性能。
隨著科學技術的高速發展，顯示行業也在不斷的向前進步，由此對液晶顯示元件或顯示器的要求也越來越高。越來越多的顯示應用要求具有更快的回應速度和更高的可靠性。對於顯示器件所用的液晶材料，要求具有①快速響應：具有較高的光學各向異性△n，以此來匹配更低的盒厚來達到相同的延遲量△nd設計；具有較低的旋轉黏度γ1和較高的彈性係數K；②高可靠性：高的電荷保持率，高的比電阻值，優良的耐高溫穩定性及對UV光或背光的抗老化性能。而實際研究中發現，液晶組合物同時兼具快速回應和高可靠性會非常困難。因此，開發兼具快速回應和良好高溫穩定性的液晶組合物是極待解決的問題。
為了解決上述技術問題，本發明提供的液晶組合物在維持合適的電學各向異性(Δε)的基礎上具有較高的光學各向異性(Δn)、較低的旋轉黏度γ1
/彈性常數K的比值、高的清亮點(Cp)、良好的熱穩定性(VHR)。
為達到上述目的，本發明採用下述技術方案：
本發明提供一种負介電各向異性液晶組合物，該液晶組合物包含式I所示的液晶化合物以及一種或多種式II所示的液晶化合物：
I
II
其中，R1
表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為1~10的烷氧基；R2
表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或鏈烯氧基；其中R1
、R2
所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2
-任選的被亞環戊基或亞環丙基取代。
本公開還提供液晶顯示元件，其包含本公開的液晶組合物，所述液晶顯示元件為主動矩陣定址顯示元件或者被動矩陣定址顯示元件。
本公開還提供液晶顯示器，其包含本公開的液晶組合物，所述液晶顯示器為主動矩陣定址顯示器或者被動矩陣定址顯示器。
發明效果
本發明的液晶組合物在維持合適的電學各向異性(Δε)的基礎上具有較高的光學各向異性(Δn)、較低的旋轉黏度γ1
/彈性常數K的比值、高的清亮點(Cp)、良好的熱穩定性(VHR)，可以實現液晶顯示的快速回應。且包含本發明公開的液晶組合物顯示元件或液晶顯示器，可以用於開發低盒厚快速回應的高頻率液晶顯示元件或液晶顯示器。
[液晶組合物]
本發明提供一種負介電各向異性液晶組合物，其中所述液晶組合物包含式I所示的液晶化合物以及一種或多種式II所示的液晶化合物：III
其中，R1
表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為1~10的烷氧基；R2
表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或碳原子數為2~10的鏈烯氧基；其中R1
、R2
所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2
-任選的被亞環戊基或亞環丙基取代。
本發明的液晶組合物在維持合適的電學各向異性(Δε)的基礎上具有較高的光學各向異性(Δn)、較低的旋轉黏度(γ1
)、高的清亮點(Cp)、良好的低溫存儲性能、良好的熱穩定性(VHR)，可以實現液晶顯示的快速回應。
本發明的液晶組合物中，優選地，前述式II所示化合物選自式II-1至式II-6所示化合物組成的族群：
II-1
II-2
II-3
II-4
II-5
II-6。
本發明的液晶組合物，優選地，還包含一種或多種式III所示化合物：
III
其中，R3
、R4
各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基；
其中R3
、R4
所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2
-任選的被亞環戊基或亞環丙基取代；
X表示單鍵、-CH2
CH2
-或-CH2
O-；
m表示1或2；
當m表示1時，
表示
、
或
；
當m表示2時，兩個各自獨立地表示、、、
或
。
即當m表示2時，兩個可以組合表示
、
、
、
、
或
等。
本發明的液晶組合物中，優選地，前述式III所示化合物選自式III-1至式III-13所示化合物組成的族群：
III-1
III-2
III-3
III-4
III-5
III-6
III-7
III-8
III-9
III-10
III-11
III-12
III-13
其中，R3
、R4
各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基；
其中R3
、R4
所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2
-任選的被亞環戊基或亞環丙基取代。
本公開的液晶組合物中，優選地，還包含一種或多種除式I所示化合物之外的式IV所示化合物：
IV
其中，R5
、R6
各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基；
n表示1或2；
、
各自獨立地表示或；
當n表示2時，兩個各自獨立地表示或。
即當n表示2時，兩個可以組合表示、或。
本發明的液晶組合物中，優選地，前述除式I所示化合物之外的式IV所示化合物選自式式IV-1至IV-5所示化合物組成的族群：
IV-1
IV-2
IV-3
IV-4
IV-5
其中，R5
、R6
各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基。
本公開的液晶組合物中，優選地，還包含一種或多種式V所示的化合物：
V
其中，R7
、R8
表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、或者氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基，其中R7
中任意一個或多個不相連的-CH2
-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；
Z表示O或S。
本發明的液晶組合物中，優選地，前述式V所示化合物選自式式V-1至V-12所示化合物組成的族群：
V-1
V-2
V-3
V-4
V-5
V-6
V-7
V-8
V-9
V-10
V-11
V-12
其中，R71
、R81
各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基。
作為前述碳原子數為1~10的烷基，可以列舉出例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
作為前述的碳原子數為1~10的烷氧基，可以列舉出例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等。
作為前述碳原子數為2~10的鏈烯基，可以列舉出例如，乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基等。
前述的氟取代的碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基中的「氟取代」可以是單氟取代，或者、二氟取代、三氟取代等多氟取代，也可以是全氟取代，對氟的取代數沒有特別的限定。例如，作為氟取代的碳原子數為1-10的烷基，可以列舉出氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、1-氟代乙基、2-氟代乙基、1,2-二氟乙基、1,1-二氟乙基、1,1,2-三氟乙基、1,1,1,2,2-五氟取代乙基等但不限於此。
優選地，所述液晶組合物按照重量百分數包含：
優選地式I所示化合物的重量百分含量為1~12%，進一步優選地式I所示化合物的重量百分含量為1~10%；
優選地式II所示化合物的重量百分含量為5~25%，進一步優選地式II所示化合物的重量百分含量為5~20%；
優選地式III所示化合物的重量百分含量為25~65%，進一步優選地式III所示化合物的重量百分含量為25~56%；
優選地式IV所示化合物的重量百分含量為15~65%，進一步優選地式IV所示化合物的重量百分含量為15~55%；
優選地式V所示化合物的重量百分含量為1~10%，進一步優選地式V所示化合物的重量百分含量為1~8%。
本發明的液晶組合物中，可選的，還可以加入各種功能的摻雜劑，在含有摻雜劑的情況下，摻雜劑的含量優選在液晶組合物中所佔的重量百分比為0.01~1.5%，這些摻雜劑可以列舉出例如抗氧化劑、紫外線吸收劑、手性劑。
抗氧化劑可以列舉出，
其中，t表示1~10的整數；
手性劑可以列舉出，
其中，R0
表示碳原子數為1~10的烷基；
光穩定劑可以列舉出，
其中，Z0
表示碳數為1~20的亞烷基，所述亞烷基中任意的一個或多個氫任選被鹵素取代，任意的一個或多個-CH2
-任選被-O-取代；
紫外線吸收劑可以列舉出，
其中，R01
表示碳原子數為1~10的烷基。
[液晶顯示元件或液晶顯示器]
本發明還涉及包含上述任意一種液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器；所述顯示元件或顯示器為主動矩陣顯示元件或顯示器或被動矩陣顯示元件或顯示器。
本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器優選主動矩陣定址液晶顯示元件或液晶顯示器。
前述主動矩陣顯示元件或顯示器具體可以列舉出例如TN-TFT或IPS-TFT或FFS-TFT或UV2A-TFT液晶顯示元件或其他TFT顯示器。
本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器包含本發明公開的液晶組合物。本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器具有較高的光學各向異性Δn以及較快的回應速度，主要應用於低盒厚快速回應的高頻率液晶顯示元件或液晶顯示器。實施例
為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。
本發明中，製備方法如無特殊說明則均為常規方法，所用的原料如無特別說明均可從公開的商業途徑獲得，百分比均是指重量百分比，溫度為攝氏度(℃)，液晶化合物也為液晶單體，其他符號的具體意義及測試條件如下：
Cp表示液晶清亮點(℃)，DSC定量法測試；
Δn表示光學各向異性，Δn = ne
-no
，其中，no
為尋常光的折射率，ne
為非尋常光的折射率，測試條件為25±2℃，589 nm，阿貝折射儀測試；
Δε表示介電各向異性，Δε = ε∥
-ε⊥
，其中，ε∥
為平行于分子軸的介電常數，ε⊥
為垂直于分子軸的介電常數，測試條件為25±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1測試；
γ1
表示旋轉黏度(mPa·s),測試條件為25±0.5℃，20微米垂直盒，INSTEC:ALCT-IR1測試；
K11
為展曲彈性常數，K33
為彎曲彈性常數，測試條件為：25±2℃、INSTEC:ALCT-IR1、20微米垂直盒；
VHR表示電壓保持率(%)，測試條件為20±2℃、電壓為±5V、脈衝寬度為10 ms、電壓保持時間16.7 ms。測試設備為TOYO Model 6254液晶性能綜合測試儀；
GTG表示液晶顯示器件不同灰階之間切換所需要的時間，測試條件25±1℃、測試電壓為相應灰階對應電壓、測試頻率為64 Hz。測試設備為DMS505。
液晶組合物的製備方法如下：將各液晶單體按照一定配比稱量後放入不銹鋼燒杯中，將裝有各液晶單體的不銹鋼燒杯置於磁力攪拌儀器上加熱融化，待不銹鋼燒杯中的液晶單體大部份融化後，往不銹鋼燒杯中加入磁力轉子，將混合物攪拌均勻，冷卻到室溫後即得液晶組合物。
本發明實施例液晶單體結構用代碼表示，液晶環結構、端基、連接基團的代碼表示方法見下表1、表2。
表1環結構的對應代碼
| 環結構 | 對應代碼 |
| | C |
| | P |
| | L |
| | G |
| | Gi |
| | Y |
| | U |
| | K |
| | A |
| | D |
| | Sa |
| | Sb |
| | Sc |
表2 端基與連結基團的對應代碼
| 端基與連結基團 | 對應代碼 |
| Cn H2n+1 - | n- |
| Cn H2n+1 O- | nO- |
| -CF3 | -T |
| -OCF3 | -OT |
| -CF2 O- | -Q- |
| -CH2 O- | -O- |
| -O- | -B- |
| -F | -F |
| -CN | -CN |
| -CH2 CH2 - | -E- |
| -CH=CH- | -V- |
| -C≡C- | -W- |
| -CH=CH-Cn H2n+1 | Vn- |
| | Cp- |
| | Cpr- |
| | Cpr1- |
舉例：
，其代碼為CC-Cp-V1；
，其代碼為PGP- Cpr1-2；
，其代碼為CPY-2-O2；
，其代碼為CCY-3-O2；
，其代碼為COY-3-O2；
，其代碼為CCOY-3-O2；
，其代碼為Sb-CpO-O4；
，其代碼為Sc-CpO-O4。
實施例1
液晶組合物的配方及相應的性能如下表3所示。
表3 實施例1液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 3 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 11 |
| III | CPY-3-O2 | 7 |
| III | CLY-3-O2 | 5.5 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 6 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CP-3-O2 | 8 |
| IV | CCP-3-1 | 5 |
| IV | CPP-3-2 | 4 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.110 Cp：87℃ γ1 ：108 mPa.s K11 ：15.5 K33 ：18.0 γ1 /K11 ：7.0 |
實施例2
液晶組合物的配方及相應的性能如下表4所示。
表4 實施例2液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 3 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| II | PGP-1-2V | 5.5 |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CCY-4-O2 | 6 |
| III | CLY-3-O2 | 8 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 7 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CP-3-O2 | 7.5 |
| IV | CPP-3-2 | 3.5 |
| V | Sb-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.114 Cp：87℃ γ1 ： 109 mPa.s K11 ：15.5 K33 ：17.3 γ1 /K11 ：7.0 |
實施例3
液晶組合物的配方及相應的性能如下表5所示。
表5 實施例3液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 5 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| II | PGP-1-2V | 5.5 |
| II | PGP-3-2 | 7 |
| III | CY-3-O2 | 13 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CCY-4-O2 | 6 |
| III | CCY-2-O2 | 8 |
| III | COY-3-O2 | 13 |
| III | CCOY-3-O2 | 7 |
| IV | CC-3-V | 15.5 |
| IV | CP-3-O2 | 5 |
| V | Sc-2O-O4 | 1 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.122 Cp：88℃ γ1 ：113 mPa.s K11 ：15.2 K33 ：16.9 γ1 /K11 ：7.4 |
實施例4
液晶組合物的配方及相應的性能如下表6所示。
表6 實施例4液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 1 |
| II | PGP-2-2V | 7.5 |
| II | PGP-1-2V | 10.5 |
| II | PGP-3-2 | 7 |
| III | CY-3-O2 | 15.5 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CCY-4-O2 | 6 |
| III | COY-3-O2 | 13 |
| III | CCOY-3-O2 | 12 |
| IV | CC-3-V | 12.5 |
| IV | CP-3-O2 | 5 |
| V | Sc-CprO-O4 | 1 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.1 Δn [589 nm, 25℃]：0.132 Cp：86℃ γ1 ：115 mPa.s K11 ： 15.0 K33 ：16.5 γ1 /K11 ：7.7 |
對比例1
液晶組合物的配方及相應的性能如下表7所示。
表7 對比例1液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 3 |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 6 |
| III | CPY-3-O2 | 11 |
| III | CLY-3-O2 | 5.5 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 7 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CP-3-O2 | 8 |
| IV | CCP-3-1 | 2 |
| IV | CPP-3-2 | 9 |
| IV | CPP-5-2 | 3 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.109 Cp：88℃ γ1 ： 111 mPa.s K11 ： 15.4 K33 ：17.7 γ1 /K11 ：7.2 |
對比例2
液晶組合物的配方及相應的性能如下表8所示。
表8 對比例2液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 11 |
| III | CPY-3-O2 | 7 |
| III | CLY-3-O2 | 5.5 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 6 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CP-3-O2 | 7.5 |
| IV | CCP-3-1 | 4.5 |
| IV | CPP-3-2 | 5 |
| IV | CPP-5-2 | 3 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.1 Δn [589 nm, 25℃]：0.109 Cp：87℃ γ1 ： 108 mPa.s K11 ： 15.3 K33 ：17.5 γ1 /K11 ：7.1 |
對比例3
液晶組合物的配方及相應的性能如下表9所示。
表9 對比例3液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 6 |
| III | CPY-3-O2 | 11 |
| III | CLY-3-O2 | 5.5 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 7 |
| IV | CC-3-V | 16 |
| IV | CC-3-V1 | 3.5 |
| IV | CP-3-O2 | 8 |
| IV | CCP-3-1 | 1 |
| IV | CPP-3-2 | 10 |
| IV | CPP-5-2 | 6 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.109 Cp：88℃ γ1 ： 111 mPa.s K11 ： 15.4 K33 ：17.7 γ1 /K11 ：7.2 |
對比例4
液晶組合物的配方及相應的性能如下表10所示。
表10 對比例4液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| III | CY-3-O2 | 5 |
| III | CCY-2-O2 | 8 |
| III | CPY-3-O2 | 9 |
| III | CPY-2-O2 | 6 |
| III | PY-3-O2 | 7.5 |
| III | CCOY-2-O2 | 9 |
| III | CCOY-3-O2 | 11 |
| IV | CC-3-V | 15.5 |
| IV | CP-3-O2 | 2 |
| IV | PP-5-1 | 15 |
| IV | CCP-3-1 | 4 |
| IV | CPP-5-2 | 7 |
| V | Sc-CpO-O4 | 1 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.121 Cp：82℃ γ1 ： 128 mPa.s K11 ：15.5 K33 ：15.8 γ1 /K11 ：8.3 |
表11實施例1~4與對比例1~3的VHR對照值
| 實驗編號 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 對比例1 | 對比例2 | 對比例3 |
| 式I重量含量(%) | 3 | 3 | 5 | 1 | 3 | 0 | 0 |
| 式II重量含量(%) | 5 | 10.5 | 17.5 | 25 | 0 | 5 | 0 |
| Δn (589 nm, 25℃) | 0.110 | 0.114 | 0.122 | 0.132 | 0.109 | 0.109 | 0.109 |
| VHR初始 (60℃, 6Hz,%) | 93.70 | 93.50 | 93.30 | 93.0 | 93.80 | 93.70 | 93.80 |
| VHR高溫 (60℃, 6Hz,%) | 94.00 | 94.30 | 94.60 | 94.7 | 93.40 | 93.50 | 93.00 |
| 差值(高溫-初始，%) | 0.30 | 0.80 | 1.30 | 1.7 | -0.40 | -0.20 | -0.80 |
VHR (Voltage Holding Ratio)表示液晶組合物在施加外電壓情況下的液晶分子的電壓保持率(%)，實驗是將實施例和對比例的液晶分別灌注到測試盒中進行測試，測試條件為60±1℃、電壓為±5 V、脈衝寬度為10 ms、電壓保持時間166.7 ms (電壓保持時間與頻率互為倒數關係，換算頻率為6 Hz)；測試設備為TOYO Model 6254液晶性能綜合測試儀；VHR初始值為對不經過任何處理的測試盒進行測試獲得的資料，VHR高溫是把灌注好液晶的測試盒在高溫烘箱100℃中放置1小時後進行測試得到的VHR值。液晶組合物的高溫老化前後VHR差值(高溫VHR減初始VHR)越大，表示液晶的抗高溫性能越好。因此，本發明的液晶組合物具有良好抗高溫老化的能力。
以上對比實驗充分的說明本發明的液晶組合物的抗高溫老化的能力強，從而在工作過程中抵抗外界環境破壞的能力強，信賴性更高，可以更好的用於高溫高背光的液晶顯示元件或液晶顯示器。
表12實施例1~4與對比例3、4的γ1
/K11
和GTG回應對照值
| 實驗編號 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 對比例3 | 對比例4 |
| Δn (589 nm, 25℃) | 0.110 | 0.114 | 0.122 | 0.132 | 0.109 | 0.121 |
| Δnd設計 | 330 | |||||
| d (um) | 3.0 | 2.9 | 2.7 | 2.5 | 3.0 | 2.7 |
| γ1 /K11 | 7.0 | 7.0 | 7.4 | 7.7 | 7.2 | 8.3 |
| GTG (ms) | 8.3 | 7.5 | 6.2 | 5.0 | 8.8 | 8.5 |
GTG表示液晶顯示器件不同灰階之間切換所需要的時間，實驗是將實施例和對比例的液晶分別灌注到測試盒中在DMS505進行測試，測試條件為25±1℃、測試電壓為相應灰階對應電壓、測試頻率為64 Hz。GTG的數值越小，表示液晶組合物在液晶顯示元件或顯示器中的回應速度越快。
以上實施例和對比例中隨著589 nm波長下的折射率Δn的增加，其相對應的盒厚設計也越薄，那麼其對應的GTG回應速度也會越快。對比例3、4與實施例1、4相比，當盒厚設計相同時，液晶組合物的γ1
/K11
對液晶顯示元件或顯示器的回應速度的影響起決定性作用，使用本發明的液晶組合物具有更小的γ1
/K11
，從而可以更好的應用到高頻率快速回應的液晶顯示元件或顯示器。
實施例5
液晶組合物的配方及相應的性能如下表13所示。
表13 實施例5液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 12 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CPY-3-O2 | 3.5 |
| III | CLY-3-O2 | 2 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 6 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CP-3-O2 | 8 |
| IV | CCP-3-1 | 5 |
| IV | CPP-3-2 | 4 |
| V | Sc-2O-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-3.2 Δn [589 nm, 25℃]：0.114 Cp：90℃ γ1 ： 99 mPa.s K11 ： 16.0 K33 ：18.4 γ1 /K11 ：6.2 |
實施例6
液晶組合物的配方及相應的性能如下表14所示。
表14 實施例6液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 1 |
| II | PGP-1-2V | 10 |
| II | PGP-2-2V | 15 |
| III | CY-3-O2 | 15.5 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CCY-4-O2 | 6 |
| III | COY-3-O2 | 13 |
| III | CCOY-3-O2 | 12 |
| IV | CC-3-V | 12.5 |
| IV | CP-3-O2 | 5 |
| V | Sc-CpO-O4 | 1 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.1 Δn [589 nm, 25℃]：0.132 Cp：87℃ γ1 ： 114 mPa.s K11 ： 14.9 K33 ：16.7 γ1 /K11 ：7.7 |
實施例7
液晶組合物的配方及相應的性能如下表15所示。
表15 實施例7液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 8 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| II | PGP-3-2V | 2.5 |
| III | CY-3-O2 | 4 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CPY-3-O2 | 3 |
| III | CLY-3-O2 | 2 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 6 |
| IV | CC-3-V | 20 |
| IV | CC-3-V1 | 10 |
| IV | CC-4-3 | 1.5 |
| IV | CP-3-O2 | 6 |
| IV | PP-5-1 | 2 |
| IV | CCP-3-1 | 5 |
| IV | CPP-3-2 | 4 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-2.3 Δn [589 nm, 25℃]：0.114 Cp：95℃ γ1 ： 85 mPa.s K11 ： 17.9 K33 ：19.4 γ1 /K11 ：4.8 |
實施例8
液晶組合物的配方及相應的性能如下表16所示。
表16 實施例8液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 8 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| II | PGP-3-2V | 2.5 |
| III | COY-3-O2 | 10 |
| III | CCOY-3-O2 | 10 |
| III | CCOY-2-O2 | 5 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CC-3-V1 | 5 |
| IV | CC-4-3 | 6.5 |
| IV | CP-3-O2 | 6 |
| IV | CP-3-O1 | 4 |
| IV | PP-5-1 | 5 |
| IV | CCP-3-1 | 2 |
| IV | CCP-V-1 | 3.5 |
| V | Sc-CpO-O4 | 8 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-2.6 Δn [589 nm, 25℃]：0.109 Cp：78℃ γ1 ： 68 mPa.s K11 ：15.3 K33 ：15.3 γ1 /K11 ：4.5 |
實施例9
液晶組合物的配方及相應的性能如下表17所示。
表17 實施例9液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 1 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| III | COY-3-O2 | 10 |
| III | CCOY-3-O2 | 10 |
| III | CCOY-2-O2 | 5 |
| IV | CC-3-V | 11 |
| IV | CC-3-V1 | 5 |
| IV | CC-3-2V | 8.5 |
| IV | CC-4-3 | 6.5 |
| IV | CP-3-O2 | 6 |
| IV | CP-3-O1 | 4 |
| IV | PP-5-1 | 5 |
| IV | CCP-3-1 | 2 |
| IV | CCP-V-1 | 4.5 |
| IV | CCP-V2-1 | 5.5 |
| IV | CPP-3-1 | 7 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-2.3 Δn [589 nm, 25℃]：0.102 Cp：84℃ γ1 ： 75 mPa.s K11 ： 16.4 K33 ：17.1 γ1 /K11 ：4.6 |
實施例10
液晶組合物的配方及相應的性能如下表18所示。
表18 實施例9液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 10 |
| II | PGP-2-2V | 6 |
| III | CY-3-O2 | 14 |
| III | CCY-3-O2 | 11 |
| III | CPY-3-O2 | 7 |
| III | CLY-3-O2 | 5.5 |
| III | CY-5-O2 | 10.5 |
| III | LY-W-O2 | 3 |
| III | COY-3-O2 | 8 |
| III | CCOY-3-O2 | 6 |
| IV | CC-3-V | 15 |
| V | Sc-CpO-O4 | 4 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-5.0 Δn [589 nm, 25℃]：0.115 Cp：86℃ γ1 ： 136 mPa.s K11 ：15.6 K33 ：17.6 γ1 /K11 ：8.7 |
實施例11
液晶組合物的配方及相應的性能如下表19所示。
表19 實施例11液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 7 |
| II | PGP-2-2V | 9 |
| III | CY-3-O2 | 12 |
| III | CY-3-O4 | 5 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CCY-2-O2 | 6 |
| III | CPY-3-O2 | 7 |
| III | CLY-3-O2 | 5.5 |
| III | COY-3-O2 | 5.5 |
| IV | CC-3-V | 15 |
| IV | CC-4-3 | 4 |
| IV | CCP-3-1 | 5 |
| V | Sc-CpO-O4 | 5 |
| V | Sc-CpO-O2 | 5 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-4.5 Δn [589 nm, 25℃]：0.122 Cp：93℃ γ1 ： 130 mPa.s K11 ： 17.0 K33 ：17.3 γ1 /K11 ：7.7 |
實施例12
液晶組合物的配方及相應的性能如下表20所示。
表20 實施例12液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 4.5 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| II | PGP-3-2V | 2.5 |
| III | COY-3-O2 | 10 |
| III | CCOY-3-O2 | 10 |
| III | CCOY-2-O2 | 5 |
| IV | CC-3-V | 19.5 |
| IV | CC-3-V1 | 5 |
| IV | CC-4-3 | 6.5 |
| IV | CC-5-3 | 3.5 |
| IV | CP-3-O2 | 6 |
| IV | CP-3-O1 | 4 |
| IV | PP-5-1 | 5 |
| IV | CCP-3-1 | 2 |
| IV | CCP-V-1 | 3.5 |
| V | Sc-CpO-O4 | 5 |
| V | Sc-CpO-O2 | 3 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-2.6 Δn [589 nm, 25℃]：0.103 Cp：74℃ γ1 ： 63 mPa.s K11 ：14.9 K33 ：14.6 γ1 /K11 ：4.2 |
實施例13
液晶組合物的配方及相應的性能如下表21所示。
表21 實施例13液晶組合物的配方及相應的性能
| 類別 | 液晶單體代碼 | 含量(%) |
| I | CPP-3-2V1 | 5 |
| II | PGP-2-2V | 5 |
| II | PGP-1-2V | 5.5 |
| II | PGP-4-2 | 7 |
| II | PGP-3-2V | 2.5 |
| III | CY-3-O2 | 10.5 |
| III | CCY-3-O2 | 9 |
| III | CCY-2-O2 | 8 |
| III | CCY-4-O2 | 6 |
| III | COY-3-O2 | 11.5 |
| III | CCOY-3-O2 | 7 |
| IV | CC-3-V | 15.5 |
| IV | CP-3-O2 | 5 |
| IV | CPP-3-2 | 1.5 |
| V | Sc-CprO-O4 | 1 |
| Δε [1 KHz, 25℃]：-3.6 Δn [589 nm, 25℃]：0.128 Cp：94℃ γ1 ： 117 mPa.s K11 ：16.3 K33 ：17.5 γ1 /K11 ：7.2 |
由以上列舉的所有實施例表明，本發明的液晶組合物在維持合適的電學各向異性(Δε)的基礎上具有較高的光學各向異性(Δn)、較低的旋轉黏度(γ1
)、高的清亮點(Cp)、良好的熱穩定性(VHR)，可以實現液晶顯示的快速回應。且包含本發明公開的液晶組合物顯示元件或液晶顯示器，可以用於開發低盒厚快速回應的高頻率液晶顯示元件或液晶顯示器。
本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
無
無
Claims (9)
- 一種負介電各向異性液晶組合物，包含式I所示的液晶化合物以及一種或多種式II所示的液晶化合物：III 其中， R1 表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為1~10的烷氧基；R2 表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或碳原子數為2~10的鏈烯氧基；其中R1 、R2 所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2 -任選的被亞環戊基或亞環丙基取代。
- 根據請求項1所述的液晶組合物，還包含一種或多種式III所示的化合物：III 其中， R3 、R4 各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基； 其中R3 、R4 所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2 -任選的被亞環戊基或亞環丙基取代； X表示單鍵、-CH2 CH2 -或-CH2 O-； m表示1或2； 當m表示1時，表示、或； 當m表示2時，兩個各自獨立地表示、、、或。
- 根據請求項2所述的液晶組合物，其中所述式III所示的化合物選自式III-1至III-13所示化合物組成的族群：III-1III-2III-3III-4III-5III-6III-7III-8III-9III-10III-11III-12III-13 其中， R3 、R4 各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基； 其中，R3 、R4 所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2 -任選的被亞環戊基或亞環丙基取代。
- 根據請求項2所述的液晶組合物，還包含除式I所示化合物以外的一種或多種式IV所示的化合物：IV 其中， R5 、R6 各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基； n表示1或2；、各自獨立地表示或； 當n表示2時，兩個各自獨立地表示或。
- 根據請求項4所述的液晶組合物，其中所述除式I所示化合物之外的式IV所示的化合物選自式IV-1至IV-5所示化合物組成的族群：IV-1IV-2IV-3IV-4IV-5 其中， R5 、R6 各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或氟取代的碳原子數為2~10的鏈烯基。
- 根據請求項4所述的液晶組合物，還包含一種或多種式V所示化合物：V 其中，R7 、R8 表示碳原子數為1~10的烷基、氟取代的碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、或者氟取代的碳原子數為1~10的烷氧基，其中R7 中任意一個或多個不相連的-CH2 -任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代； Z表示O或S。
- 根據請求項6所述的液晶組合物，其中所述式V所示的化合物選自下述式V-1至V-12所示的化合物組成的族群：V-1V-2V-3V-4V-5V-6V-7V-8V-9V-10V-11V-12 其中，R71 、R81 各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基。
- 一種液晶顯示元件，包含請求項1~7的任一項所述的液晶組合物，其中所述液晶顯示元件為主動矩陣定址顯示元件，或者被動矩陣定址顯示元件。
- 一種液晶顯示器，包含請求項1~7的任一項所述的液晶組合物，其中所述液晶顯示器為主動矩陣定址顯示器，或者被動矩陣定址顯示器。
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